Nowe serce można wyhodować z komórek macierzystych
Jest rok 2005. Pacjent, którego serce nie nadaje się już do niczego, nie wpada w panikę, czy znajdzie się dawca do przeszczepu. Nie musi też tygodniami czekać na operację. Kardiochirurg proponuje mu tylko wybór między nowym sercem z tytanu i plastiku, a odtworzeniem uszkodzonego organu z komórek macierzystych. Pacjent decyduje więc w istocie o długości leczenia: przeszczep sztucznego serca trwa kilka godzin, a rekonwalescencja kilka dni, natomiast na odtwarzanie serca z komórek macierzystych potrzeba kilku tygodni.
Taki scenariusz jest całkiem realny. Dowodzi tego przykład 46-letniego pacjenta kliniki uniwersyteckiej w Düsseldorfie, którego dowieziono do szpitala dopiero po czternastu godzinach od rozległego zawału serca. Teraz szybko wraca do zdrowia. Jest pierwszym człowiekiem, u którego odtworzono uszkodzone tkanki z jego własnych komórek macierzystych. Z kolei latem tego roku Laman Gray i Robert Dowling, chirurdzy z centrum uniwersyteckiego w Louisville w Kentucky, wszczepili 55-letniemu Robertowi Toole’owi tytanowo-plastikowe sztuczne serce (nazwano je Abiocor), wyprodukowane przez firmę Abiomed. Oba te wydarzenia stanowią przełom w historii medycyny. Zaczął się wyścig dwóch odmiennych koncepcji ratowania ludzi ciężko chorych na serce.
Nie ma jak pompa
Program konstrukcji sztucznego serca rozpoczęto pod koniec lat 70. W 1982 r. pierwszemu pacjentowi wszczepiono sztuczny organ nazwany Jarvik-7 (od nazwiska wynalazcy - dr. Roberta Jarvika), zasilany baterią zewnętrzną wielkości dużego telewizora. Pacjent przeżył 112 dni. Serca tego rodzaju były napędzane sprężonym powietrzem. Pacjenci, którym przeszczepiono pompy Jarvika, musieli przystosować swoje mieszkania do poruszania się po nich z ogromnym układem napędowym. W dodatku w naczyniach krwionośnych powstawały zakrzepy, powodujące u niektórych osób udary mózgu. Po czterech latach zaprzestano stosowania konstrukcji Jarvika.
Karierę w transplantologii zaczęły wówczas robić sztuczne komory. - Gdy nie można przeszczepiać serca lub trzeba długo czekać na transplantację, stosuje się sztuczne komory serca - twierdzi prof. Zbigniew Religa. Przytacza kazus czternastoletniej dziewczynki z Torunia, u której półtora roku temu w wyniku infekcji pogrypowej doszło do "skrajnego uszkodzenia serca", a w konsekwencji - do niewydolności krążenia, wątroby i nerek. - Po 52 dniach stosowania sztucznych komór jej serce podjęło pracę. Był to jeden z najpiękniejszych momentów w moim życiu - wspomina prof. Religa.
Od 1990 r. sztuczne komory, produkowane przez amerykańskie firmy Novacor i HeartMate, mogą być już na stałe wszczepiane pacjentom.
Ksenoprzeszczepy
Nie potwierdziły się nadzieje wiązane z wszczepianiem ludziom serca zwierzęcego. Pierwszy tego rodzaju zabieg wykonał dr Hardy w 1964 r., wykorzystując serce szympansa. Operacja się jednak nie powiodła - chory zmarł. - W 1989 r. zdecydowałem się na przeszczepienie pacjentowi serca świni - opowiada prof. Religa. - Jestem jedynym lekarzem na świecie, który udowodnił, że może nie dojść do tzw. nadostrego odrzutu. Zaprzestałem eksperymentów ze względu na protesty kolegów, którzy wystąpili nawet do ministerstwa, aby mi odebrać dyplom.
Na świecie wprawdzie hoduje się już wiele tzw. zwierząt transgenicznych, którym wszczepiono ludzkie geny, stosowanie ksenoprzeszczepów (przeszczepów odzwierzęcych) uznaje się jednak za wysoce ryzykowne. - Nie wiadomo, czy w ten sposób nie doszłoby do przeniesienia na człowieka chorób odzwierzęcych lub takich, które się jeszcze nie ujawniły - wyjaśnia prof. Religa.
Warkot zamiast bicia
Sztuczne serce wydaje się rozwiązaniem znacznie lepszym. Tym bardziej że urządzenie wszczepione w tym roku Robertowi Toole’owi od kilku miesięcy działa niezawodnie. Zbudowano je z dwóch oddzielnych komór pompujących w ciągu minuty ponad 8 litrów krwi. Serce to nie ma w ogóle przedsionków, więc bije innym rytmem niż naturalne. "Trudno było się przyzwyczaić do warkotu nowego serca" - mówił na konferencji prasowej Toole. Warkot bierze się stąd, że pompa napędzana jest tytanowym silniczkiem, zasilanym indukcyjnie przez skórę. Pacjent nosi niewielką baterię przymocowaną do paska, którą trzeba wymieniać co 6-8 godzin. Urządzenie może być także zasilane niewielkim akumulatorem, umożliwiającym podtrzymanie pracy przez około 30 minut. Abiocor ma wielkość przeciętnego melona i waży około kilograma.
Pacjent, któremu wszczepiono ten model sztucznego serca, może się samodzielnie poruszać. Ciężkie akumulatory i okablowanie w poprzednich konstrukcjach trzeba było wozić na wózku. Naukowcy początkowo nie byli pewni, czy nowe serce będzie efektywne, ponieważ u pacjenta zaobserwowano wyciek płynów surowiczych. Okazało się to jednak normalną reakcją organizmu na obce ciało.
Biologiczne części zamienne
Urządzenie firmy Abiomed może przegrać na rynku z metodą usprawniania naturalnego serca poprzez wszczepianie komórek macierzystych. W klinice w Düsseldorfie zespół prof. Bodo Eckeharda Strauera leczy tym sposobem sześciu zawałowców w wieku 38-76 lat. Metoda nie wymaga interwencji chirurgów, otwierania klatki piersiowej ani stosowania bypassów. Zabiegi, którym poddano chorych, trwały kilkanaście minut i nie były bardziej uciążliwe od zastrzyku czy cewnikowania. Sprowadzają się one do punkcji wykonanej przy miejscowym znieczuleniu. Następnie komórki macierzyste pobrane ze szpiku kostnego wstrzykiwane są w części serca objęte zawałem, a dokładnie w tzw. dylatacje w tkance sercowej, uzyskane w wyniku sztucznego rozszerzenia zwężonych naczyń. Nowe komórki docierają w rejon objęty martwicą dzięki wytworzeniu lekkiego nadciśnienia poprzez przyblokowanie strumienia krwi. Zabieg pozwala na samoistną odbudowę uszkodzonej tkanki mięśnia sercowego. U pierwszego pacjenta powierzchnia zawału już po kilku tygodniach zmniejszyła się o jedną trzecią.
Profesor Strauer jest przekonany, że jego metoda pomoże radykalnie zmniejszyć liczbę zawałów serca i chorób układu krążenia, które w krajach uprzemysłowionych są dziś najczęstszą przyczyną zgonów. Za tym sposobem leczenia przemawia też znikoma inwazyjność oraz rozwiązanie problemu odrzucenia przeszczepu. Zdaniem prof. Strauera, zabieg przypomina transfuzję własnej krwi. - Organ sam decyduje o przyszłości komórek macierzystych. Można powiedzieć, że to serce "rozkazuje" komórkom macierzystym ze szpiku kostnego, by przekształciły się w mięsień sercowy. Zdobyte przez nas doświadczenia pokazują, że można się obejść bez korzystania z komórek pobieranych z embrionów, co wzbudza tyle sprzeciwów - podsumowuje kardiolog z Düsseldorfu.
Taki scenariusz jest całkiem realny. Dowodzi tego przykład 46-letniego pacjenta kliniki uniwersyteckiej w Düsseldorfie, którego dowieziono do szpitala dopiero po czternastu godzinach od rozległego zawału serca. Teraz szybko wraca do zdrowia. Jest pierwszym człowiekiem, u którego odtworzono uszkodzone tkanki z jego własnych komórek macierzystych. Z kolei latem tego roku Laman Gray i Robert Dowling, chirurdzy z centrum uniwersyteckiego w Louisville w Kentucky, wszczepili 55-letniemu Robertowi Toole’owi tytanowo-plastikowe sztuczne serce (nazwano je Abiocor), wyprodukowane przez firmę Abiomed. Oba te wydarzenia stanowią przełom w historii medycyny. Zaczął się wyścig dwóch odmiennych koncepcji ratowania ludzi ciężko chorych na serce.
Nie ma jak pompa
Program konstrukcji sztucznego serca rozpoczęto pod koniec lat 70. W 1982 r. pierwszemu pacjentowi wszczepiono sztuczny organ nazwany Jarvik-7 (od nazwiska wynalazcy - dr. Roberta Jarvika), zasilany baterią zewnętrzną wielkości dużego telewizora. Pacjent przeżył 112 dni. Serca tego rodzaju były napędzane sprężonym powietrzem. Pacjenci, którym przeszczepiono pompy Jarvika, musieli przystosować swoje mieszkania do poruszania się po nich z ogromnym układem napędowym. W dodatku w naczyniach krwionośnych powstawały zakrzepy, powodujące u niektórych osób udary mózgu. Po czterech latach zaprzestano stosowania konstrukcji Jarvika.
Karierę w transplantologii zaczęły wówczas robić sztuczne komory. - Gdy nie można przeszczepiać serca lub trzeba długo czekać na transplantację, stosuje się sztuczne komory serca - twierdzi prof. Zbigniew Religa. Przytacza kazus czternastoletniej dziewczynki z Torunia, u której półtora roku temu w wyniku infekcji pogrypowej doszło do "skrajnego uszkodzenia serca", a w konsekwencji - do niewydolności krążenia, wątroby i nerek. - Po 52 dniach stosowania sztucznych komór jej serce podjęło pracę. Był to jeden z najpiękniejszych momentów w moim życiu - wspomina prof. Religa.
Od 1990 r. sztuczne komory, produkowane przez amerykańskie firmy Novacor i HeartMate, mogą być już na stałe wszczepiane pacjentom.
Ksenoprzeszczepy
Nie potwierdziły się nadzieje wiązane z wszczepianiem ludziom serca zwierzęcego. Pierwszy tego rodzaju zabieg wykonał dr Hardy w 1964 r., wykorzystując serce szympansa. Operacja się jednak nie powiodła - chory zmarł. - W 1989 r. zdecydowałem się na przeszczepienie pacjentowi serca świni - opowiada prof. Religa. - Jestem jedynym lekarzem na świecie, który udowodnił, że może nie dojść do tzw. nadostrego odrzutu. Zaprzestałem eksperymentów ze względu na protesty kolegów, którzy wystąpili nawet do ministerstwa, aby mi odebrać dyplom.
Na świecie wprawdzie hoduje się już wiele tzw. zwierząt transgenicznych, którym wszczepiono ludzkie geny, stosowanie ksenoprzeszczepów (przeszczepów odzwierzęcych) uznaje się jednak za wysoce ryzykowne. - Nie wiadomo, czy w ten sposób nie doszłoby do przeniesienia na człowieka chorób odzwierzęcych lub takich, które się jeszcze nie ujawniły - wyjaśnia prof. Religa.
Warkot zamiast bicia
Sztuczne serce wydaje się rozwiązaniem znacznie lepszym. Tym bardziej że urządzenie wszczepione w tym roku Robertowi Toole’owi od kilku miesięcy działa niezawodnie. Zbudowano je z dwóch oddzielnych komór pompujących w ciągu minuty ponad 8 litrów krwi. Serce to nie ma w ogóle przedsionków, więc bije innym rytmem niż naturalne. "Trudno było się przyzwyczaić do warkotu nowego serca" - mówił na konferencji prasowej Toole. Warkot bierze się stąd, że pompa napędzana jest tytanowym silniczkiem, zasilanym indukcyjnie przez skórę. Pacjent nosi niewielką baterię przymocowaną do paska, którą trzeba wymieniać co 6-8 godzin. Urządzenie może być także zasilane niewielkim akumulatorem, umożliwiającym podtrzymanie pracy przez około 30 minut. Abiocor ma wielkość przeciętnego melona i waży około kilograma.
Pacjent, któremu wszczepiono ten model sztucznego serca, może się samodzielnie poruszać. Ciężkie akumulatory i okablowanie w poprzednich konstrukcjach trzeba było wozić na wózku. Naukowcy początkowo nie byli pewni, czy nowe serce będzie efektywne, ponieważ u pacjenta zaobserwowano wyciek płynów surowiczych. Okazało się to jednak normalną reakcją organizmu na obce ciało.
Biologiczne części zamienne
Urządzenie firmy Abiomed może przegrać na rynku z metodą usprawniania naturalnego serca poprzez wszczepianie komórek macierzystych. W klinice w Düsseldorfie zespół prof. Bodo Eckeharda Strauera leczy tym sposobem sześciu zawałowców w wieku 38-76 lat. Metoda nie wymaga interwencji chirurgów, otwierania klatki piersiowej ani stosowania bypassów. Zabiegi, którym poddano chorych, trwały kilkanaście minut i nie były bardziej uciążliwe od zastrzyku czy cewnikowania. Sprowadzają się one do punkcji wykonanej przy miejscowym znieczuleniu. Następnie komórki macierzyste pobrane ze szpiku kostnego wstrzykiwane są w części serca objęte zawałem, a dokładnie w tzw. dylatacje w tkance sercowej, uzyskane w wyniku sztucznego rozszerzenia zwężonych naczyń. Nowe komórki docierają w rejon objęty martwicą dzięki wytworzeniu lekkiego nadciśnienia poprzez przyblokowanie strumienia krwi. Zabieg pozwala na samoistną odbudowę uszkodzonej tkanki mięśnia sercowego. U pierwszego pacjenta powierzchnia zawału już po kilku tygodniach zmniejszyła się o jedną trzecią.
Profesor Strauer jest przekonany, że jego metoda pomoże radykalnie zmniejszyć liczbę zawałów serca i chorób układu krążenia, które w krajach uprzemysłowionych są dziś najczęstszą przyczyną zgonów. Za tym sposobem leczenia przemawia też znikoma inwazyjność oraz rozwiązanie problemu odrzucenia przeszczepu. Zdaniem prof. Strauera, zabieg przypomina transfuzję własnej krwi. - Organ sam decyduje o przyszłości komórek macierzystych. Można powiedzieć, że to serce "rozkazuje" komórkom macierzystym ze szpiku kostnego, by przekształciły się w mięsień sercowy. Zdobyte przez nas doświadczenia pokazują, że można się obejść bez korzystania z komórek pobieranych z embrionów, co wzbudza tyle sprzeciwów - podsumowuje kardiolog z Düsseldorfu.
Więcej możesz przeczytać w 38/2001 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.